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核磁共振测试——打击蜂蜜掺假
来源:中国安全食品网 2020/8/18 11:39:56

作者:Peter Awram博士,

Worker Bee Honey Company及Authentic Food Solutions首席执行官

国际蜂蜜行业正面临危机。大量掺假蜂蜜的出现,使得充斥市场的、廉价的所谓“蜂蜜”的价格不断下跌。加拿大政府2019年进行了一项研究,发现几乎四分之一的商业蜂蜜品牌都遭遇掺假侵害。非法产品正在不断侵蚀市场价格和消费者信任,并对养蜂业造成重大危害。

图1:Awram博士从他的一个蜂房里采集蜂蜜样本,以进行NMR测试。

尽管欧洲包装商和零售商多年来一直利用这项技术来揭露欺诈行为,但加拿大的这项研究是政府首次对蜂蜜进行磁共振(MR)检测以防止掺假产品的销售。 MR是新一代蜂蜜测试方法中的领先技术。它可以检测大量相关的化合物,并与包含18,000余个蜂蜜样本的数据库进行比对。这个不断增长的数据库包含了全球范围内的真实和掺假蜂蜜样本的独特“指纹”,这使得它在几分钟内即可检测出蜂蜜的真伪。

跟上蜂蜜欺诈的步伐,对这个行业而言是一项巨大的挑战。然而,MR等分析技术的进步使得检测实验室能够快速可靠地识别各种各样的非法掺假方式。这对于一个欺诈行为长期得不到遏制的领域,是十分必要的。

一个由来已久的难题

蜂蜜掺假并不是什么新鲜事。早在1889年,美国农业部的Harvey Wiley博士就在美国国会作证说,蜂蜜是美国掺假现象最严重的食品。上世纪70年代,廉价的高果糖玉米糖浆(HFCS)得到广泛应用,这使得蜂蜜掺假行为从此开始泛滥。HFCS掺假已经出现了不少新的欺诈手法,它们可以规避先前的各种测试方法。

之后,新出现的稳定比值同位素分析法(SIRA)可以检测出HFCS,这导致掺假者转向SIRA无法检测的大米淀粉。截至目前,已有多种针对性的糖浆检测方法,但这些方法必须基于识别某种外源酶(例如将淀粉转化为糖的β-呋喃果糖苷酶、外来淀粉酶),或者基于糖浆的特定标志物(例如SM-R和TM-R),然而,采用树脂过滤法可以消除这些标记物的痕迹。

掺假可能存在多种形式

  • 添加廉价糖浆,如HFCS和大米糖浆,来增加产品的体积。

  • 收获未成熟的蜂蜜:花蜜尚未被蜜蜂转化成真正的成熟蜂蜜时,即被从蜂巢中取出。通常包括用真空干燥机对提取的未成熟蜂蜜进行脱水,使糖分浓缩并改变成品的成分。

  • 利用树脂消除残留成分:用离子交换树脂消除或减少禁用抗生素等残留成分,或淡化蜂蜜的颜色和香气以掩盖其真实来源。这种方法可以去除蜂蜜中的花粉和其它成分。

  •  掩盖或错误宣称来源:在蜂蜜中加入花粉以掩盖其植物品种或产地来源。包括粮农组织(FAO)和国际蜂联(Apimondia)在内的多个组织都制定了有关蜂蜜标准的规定,声明对蜂蜜成分的任何改变,无论是添加还是去除,都构成掺假,包括花粉、酶,甚至水。

  •  对蜜蜂喂食糖浆,并将其作为蜂蜜提取。

过时的测试方法对现代欺诈手法无能为力

官方认可的蜂蜜检测方法仅有一种,即AOAC 998.12,也被称为SIRA或元素分析-同位素比值质谱法(EA-IRMS)。这种方法能够检测出糖分中不同的碳同位素比值。它能检测出超过7%的HFCS含量,但无法检测大米或甜菜糖浆。

由于数据采集和处理方法的非标准化,这种检测的改进版本,即液相色谱法(LC-IRMS)缺乏实验室间的可移植性。

研究人员还开发出了许多其它的掺假检测方法,包括酶的检测、掺假标志物的检测,以及花粉分析。但造假者们也已经找到了规避这些测试的方法,其根本的原因在于,这些检测都依赖于某种特定的成分,然而造假者们可以针对性地进行添加或去除这些成分,从而规避检出。

MR才是解决之道

MR不仅能识别蜂蜜中的特定成分,还依托庞大的“指纹”参考数据库,让实验室能同时检测出样品中的大量化合物,包括糖、酸和氨基酸等各种类别。与指纹一样,依靠这些数据能对蜂蜜进行唯一性识别,以便与数据库进行比较,从而检查其纯度、植物来源和原产地。对于所发现的非典型谱型,还可作进一步观察与研究。正是这种揭示造假的独特能力体现了MR的力量,即根据其“指纹”的正确与否,识别新的未知欺诈方法的能力。参见以下的表1。

图2:Honey-Profiling™分析报告:Manuka蜂蜜样本测试结果汇总。数据分析根据AA-54-03试验方法(DIN EN ISO/IEC 17025:2005认证证书D-PL-19229-01-00)进行。

MR无可比拟的重现性,使得它可以实现精确的样本匹配,确保在谱型间观察到的变化是真实的,而非分析漂移造成的。另外,只要采集了数据,未来有新算法或更大的参考数据库发布时,还可对之前的MR数据进行回顾分析。由于MR数据的高度重现性,回顾分析在数年之后仍可进行。

蜂蜜数据库目前包含18,000余个参考样本,来自50个国家,覆盖100个植物品种。另外还包括近2000个掺假样本,以便与已知的欺诈形式进行匹配。今年还将发布基于更多样本的更新数据库和方法。

全球性方法

世界各地的政府都意识到了MR在打击蜂蜜欺诈方面的潜力。例如,印度政府将强制要求对2020年出口到美国的所有印度蜂蜜进行MR认证测试。

在美国,美国海关与边境保护局(CBP)已向参议院拨款委员会提供了一项新的蜂蜜真品计划的细节。CBP正在采购专为蜂蜜检测而设计的MR仪器,并将与之前已建立的其它方法结合使用,以对欺诈性的原产地声明进行检测。预计CBP将与美国食品与药品管理局(FDA)合作,研究对基于经济动机而掺假的行为进行检测的可能性。

领略MR技术的力量

由于蜜蜂病害全球性传播造成的压力,以及不利于蜜蜂的植物单作农业做法,世界各地的蜂巢数量多年来一直滞涨。然而,蜂蜜的消费量却在不断增加,预计2024年将超过280万吨。随着廉价糖浆生产技术的发展,其成本大大低于蜂蜜,为掺假创造了一个可攫取高利润的环境。过去12至15年以来,蜂蜜出口量与蜂巢数量不成比例就是明证。

蜂蜜与健康促进会委员会(CPNA)国际有限公司总裁兼创始人、国家蜂蜜委员会前成员Ron Phipps曾表示,“由于各国政府已经开始采用蜂蜜NMR检测方法,那些一贯轻视和忽视其价值的人也被迫改变了腔调。”

将MR这样的手段与统计分析相结合,使实验室能够领先于欺诈者。像布鲁克 Food Screener™平台这样的技术,以及Honey-Profiling™ 这样的软件模块,满足了对解决全球蜂蜜掺假问题进行可靠检测的需求。

有关 Food Screener Honey Profiling 2.0的更多信息,请访问: https://www.bruker.com/products/mr/nmr-food-screening/honey-profiling-module-of-the-nmr-foodscreener.html.

关于作者

Peter Awram博士是第二代养蜂人,也是Worker Bee Honey及Authentic Food Solutions首席执行官。Awram博士拥有不列颠哥伦比亚大学微生物学博士学位。他的养蜂公司既负责授粉又生产蜂蜜,是加拿大不列颠哥伦比亚省最大的养蜂公司。他的ISO 17025认证测试实验室致力于利用NMR技术分析蜂蜜,该技术可对蜂蜜样本进行整体分析,是蜂蜜掺假检测的重要步骤。Awram博士拥有的布鲁克 Honey-Profiler是目前欧洲以外国家中仅有的两套之一。该公司的研究重点在于获取蜂蜜样本,以生成一个真、假蜂蜜数据库,该数据库可用于在世界各地阻止欺诈活动,并从市场上清除掺假蜂蜜。

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